一种复合氧化镁基固化剂、制备方法和应用技术

一种复合氧化镁基固化剂、制备方法和应用；所述的复合氧化镁基固化剂，包括复合氧化镁70‑90份，生石灰30‑50份，活化蛭石1‑10份，羟基磷灰石1‑5份，六甲基二硅氧烷0.1‑2份，表面活性剂0.01‑0.5份。本发明专利技术的固化剂具备长效稳固和密封废弃物料的效果，尤其是对于重金属离子的束缚效果，取得了显著的固化效果，应用于生活垃圾或者具备低辐射的废弃物处理时，具备良好的环境效益和经济效益。

A Composite Magnesium Oxide-based Curing Agent, Its Preparation Method and Application

A composite magnesium oxide-based curing agent, its preparation method and application; the composite magnesium oxide-based curing agent comprises 70 to 90 copies of composite magnesium oxide, 30 to 50 copies of quicklime, 1 to 10 copies of activated vermiculite, 1 to 5 copies of hydroxyapatite, 0.1 to 2 copies of hexamethyldisiloxane and 0.01 to 0.5 copies of surfactant. The curing agent of the invention has the effect of long-term stabilization and sealing of waste materials, especially the binding effect of heavy metal ions, and achieves remarkable curing effect, and has good environmental and economic benefits when applied to domestic waste or waste treatment with low radiation.

【技术实现步骤摘要】
一种复合氧化镁基固化剂、制备方法和应用
本专利技术属于固化剂领域，特别涉及一种氧化镁基固化剂、制备方法和应用。
技术介绍
近年来，人类生活、生产活动产生了大量份废弃物料。一方面，生活垃圾越来越多，现有的处理方法一般选择堆放或者填埋；但是这种处理方法长期操作后会形成渗滤液，进而产生渗滤液的污染，目前还没有专门大量处理这种污染的方法。另一方面，一些危险的废弃物料，例如具备低辐射的废弃物，一旦封存不当，会产生泄露，导致更严重的环境、社会危机。在众多的固化技术中，高效、低成本的固化技术被美国、欧洲、日本广泛应用。现有技术中，CN1304326C公开了一种陶瓷组合物，与水混合后形成浆态，便于输送，但是其公开的陶瓷组合物固化剂仍然存在固化效果较差的问题；由于其粘度较低，该固化剂使用后对于重金属离子的长期固化效果并不理想，存在重金属离子先固化再浸出流失的现象。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种复合氧化镁基固化剂、制备方法和应用，具备长效固化效果，解决了现有技术中的固化剂存在的长时间使用后失效的技术问题；本专利技术的新型固化剂取得了显著的固化、封存效果，应用于废弃物料固化时能够长久固化效果、防止渗漏，具备良好的环境效益和经济效益，是废弃物料固化处理技术中的重要研究成果，具有重要的指导意义。本专利技术的第一个方面公开了一种复合氧化镁基固化剂，技术方案如下。一种复合氧化镁基固化剂，包括，按照重量份数计算，复合氧化镁70-90份，生石灰30-50份，活化蛭石1-10份，羟基磷灰石1-5份，六甲基二硅氧烷0.1-2份，表面活性剂0.01-0.5份。优选的，所述的复合氧化镁基固化剂，包括，按照重量份数计算，复合氧化镁80份，生石灰40份，活化蛭石8份，羟基磷灰石5份，六甲基二硅氧烷2份，表面活性剂0.3份。优选的，所述的复合氧化镁由颗粒状氧化镁和纤维状氧化镁复配得到，二者的质量用量比例为3-10:1-6，优选为5:2。所述的颗粒状氧化镁的颗粒粒径为5-50μm，比表面积为20-80m2/g。所述的纤维状氧化镁的纤维直径为5-10μm，纤维长度为100-2000μm。所述的颗粒状氧化镁的制备方法为：配置浓度为0.1-1mol/L的氯化镁水溶液；在搅拌条件下向所述的氯化镁水溶液中滴加浓度为0.05-0.1mol/L的氢氧化钠溶液，过滤沉淀产物得到氢氧化镁；将所述的氢氧化镁在置于马弗炉中在500-1200℃下焙烧2-6h，自然冷却至室温，得到所述的颗粒状氧化镁。所述的纤维状氧化镁的制备方法为：配置浓度为0.1-1mol/L的氯化镁水溶液，在搅拌条件下向该氯化镁水溶液中加入乙二胺四乙酸，加热至60-70℃，继续搅拌1-3h，得到均一溶胶；将所述的溶胶采用离心甩丝法获得前体纤维，将所述的前体纤维置于马弗炉中在500-1200℃下焙烧2-6h，自然冷却至室温，得到所述的纤维状氧化镁。优选的，所述的表面活性剂是十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。本专利技术的第二个方面公开了一种复合氧化镁基固化剂的制备方法，技术方案如下。上述复合氧化镁基固化剂的制备方法，包括如下步骤，（1），准备原料；（2），将蛭石在800-1000℃下焙烧2-6h，研磨破碎，得到活化蛭石；（3），将活化蛭石和羟基磷灰石搅拌混合均匀，加入表面活性剂，继续搅拌0.5-1h，然后加入六甲基二硅氧烷；继续搅拌1-3h，得到封端的吸附剂组合物；（4），将所述的复合氧化镁，生石灰，吸附剂组合物混合均匀，即得到所述的复合氧化镁基固化剂。本专利技术的第三个方面公开了一种复合氧化镁基固化剂的应用，技术方案如下。上述复合氧化镁基固化剂的应用，用作稳固剂或密封剂，特别是用于稳固或密封废弃物料，例如处理生活垃圾或者具备低辐射的核废弃物。本专利技术取得了显著的技术效果。一方面，本专利技术不同于现有技术中单纯的使用氧化镁粉体，本专利技术使用了颗粒状氧化镁和纤维状氧化镁组成的复合氧化镁，在固化时，两种不同形貌的氧化镁能够与废弃物料主体接触密切，相比较于单一的氧化镁粉体，纤维状的氧化镁的加入提高了固化后的强度，这是本专利技术的创造性贡献点之一。固化强度增加后，固化后的废弃物料能够长时间保持固化状态，导致被固化后的废弃物料重的组分、尤其是重金属离子不易浸出，提高了重金属离子的束缚力。另一方面，活化蛭石和羟基磷灰石具备丰富的孔隙结构，易于吸附重金属离子，但是由于其孔隙较大，导致吸附的重金属离子也容易从孔隙结构中解析出来，从而产生重金属离子吸附-解析的动态平衡，特别是在单一使用氧化镁粉末时导致的固化强度不高时，该动态平衡向解析方向移动，重金属离子大量被解析出来，导致稳固密封失败；本专利技术创造性的将六甲基二硅氧烷引入到活化蛭石和羟基磷灰石孔隙结构的端口，在保持内部孔容不变的情况下，降低了空隙端口的孔径，使得被吸附的重金属离子被约束在孔隙内部，而不容易被解析，形成了关门效应；这是本专利技术的第二个创造性贡献点。特别的，上述的关门效应与加入纤维状氧化镁的提高的固化强度相互协同后，牢牢地将重金属离子约束在孔隙内部，不易浸出，能够维持更长时间。本专利技术的固化剂具备长效稳固和密封废弃物料的效果，尤其是对于其中的重金属离子的束缚效果，取得了显著的固化效果，应用于生活垃圾或者具备低辐射的废弃物处理时，具备良好的环境效益和经济效益；特别的，用于密封具备低辐射的废弃物时，例如一些核活动产生的具备低辐射剂量的废弃物时，能够发挥本专利技术的固化效果好的特点，束缚放射性重金属，防止泄露，安全稳定。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1制备颗粒状氧化镁：配置浓度为0.2mol/L的氯化镁水溶液；在搅拌条件下向所述的氯化镁水溶液中滴加浓度为0.08mol/L的氢氧化钠溶液，过滤沉淀产物得到氢氧化镁；将所述的氢氧化镁在置于马弗炉中在1000℃下焙烧5h，自然冷却至室温，得到所述的颗粒状氧化镁。所述的颗粒状氧化镁的颗粒粒径为10μm，比表面积为75m2/g。制备纤维状氧化镁：配置浓度为0.3mol/L的氯化镁水溶液，在搅拌条件下向该氯化镁水溶液中加入乙二胺四乙酸，加热至65℃，继续搅拌3h，得到均一溶胶；将所述的溶胶采用离心甩丝法获得前体纤维，将所述的前体纤维置于马弗炉中在1000℃下焙烧4h，自然冷却至室温，得到所述的纤维状氧化镁。所述的纤维状氧化镁的纤维直径为6μm，纤维长度为150μm。将所述的颗粒状氧化镁和纤维状氧化镁按照质量比5:2复配得到复合氧化镁。实施例2制备颗粒状氧化镁：配置浓度为0.9mol/L的氯化镁水溶液；在搅拌条件下向所述的氯化镁水溶液中滴加浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液，过滤沉淀产物得到氢氧化镁；将所述的氢氧化镁在置于马弗炉中在1000℃下焙烧5h，自然冷却至室温，得到所述的颗粒状氧化镁。所述的颗粒状氧化镁的颗粒粒径为46μm，比表面积为22m2/g。制备纤维状氧化镁：配置浓度为0.8mol/L的氯化镁水溶液，在搅拌条件下向该氯化镁水溶液中加入乙二胺四乙酸，加热至65℃，继续搅拌3h，得到均一溶胶；将所述的溶胶采用离心甩丝法获得前体纤维，将所述的前体纤维置于马弗炉中在1000℃下焙烧4h，自然冷却至室温，得到所述的纤维状氧化镁。所述的纤维状氧化镁的纤维直径为8μm，纤维长度为810μm。将所述的颗粒状氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合氧化镁基固化剂，其特征在于，包括，按照重量份数计算，复合氧化镁70‑90份，生石灰30‑50份，活化蛭石 1‑10份，羟基磷灰石1‑5份，六甲基二硅氧烷0.1‑2份，以及表面活性剂0.01‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种复合氧化镁基固化剂，其特征在于，包括，按照重量份数计算，复合氧化镁70-90份，生石灰30-50份，活化蛭石1-10份，羟基磷灰石1-5份，六甲基二硅氧烷0.1-2份，以及表面活性剂0.01-0.5份。2.根据权利要求1所述的一种复合氧化镁基固化剂，其特征在于，所述的复合氧化镁基固化剂，包括，按照重量份数计算，复合氧化镁80份，生石灰40份，活化蛭石8份，羟基磷灰石5份，六甲基二硅氧烷2份，以及表面活性剂0.3份。3.根据权利要求1或2所述的一种复合氧化镁基固化剂，其特征在于，所述的复合氧化镁由颗粒状氧化镁和纤维状氧化镁复配得到，二者的质量用量比例为3-10:1-6。4.根据权利要求3所述的一种复合氧化镁基固化剂，其特征在于，颗粒状氧化镁和纤维状氧化镁质量用量比例为5:2。5.根据权利要求3所述的一种复合氧化镁基固化剂，其特征在于，所述的颗粒状氧化镁的颗粒粒径为5-50μm，比表面积为20-80m2/g；所述的颗粒状氧化镁的制备方法为：配置浓度为0.1-1mol/L的氯化镁水溶液；在搅拌条件下向所述的氯化镁水溶液中滴加浓度为0.05-0.1mol/L的氢氧化钠溶液，过滤沉淀产物得到氢氧化镁；将所述的氢氧化镁在置于马弗炉中在500-1200℃下焙烧2-6h，自然冷却至室温，得到所述的颗粒状氧化镁。6.根据权利要求3所述的一种复合氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫云泽，
申请(专利权)人：苏州市泽镁新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32